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高原鼠兔扰动作用下高寒沙化草地土壤特性变化特征

更新时间:2016-07-05

高寒草地沙化问题是青藏高原地区主要的生态退化问题,高原鼠兔对草地的挖掘破坏作用是引起青藏高原地区高寒草地沙化的主要原因之一。尤其近年来,地处青藏高原东缘的若尔盖高原在高原鼠兔挖掘扰动作用的影响下,草地土壤沙化程度日趋严重。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原地区的一种特殊物种,也是高原及其毗邻地区主要的草原害鼠之一,主要通过采食和挖掘活动破坏草地〔1〕

两学期的实验结束后,通过对比实验班和控制班的听力成绩,可以发现多模态-POA听说教学对听力水平的促进效果大于传统的听说课堂(实验组两次测试的均值差MD=5.690,控制组两次测试的均值差MD=4.410),但是后者对听力成绩的作用依然不可忽视。在听前驱动环节,通过图片、动画所呈现的场景,涉及了视觉、听觉、图像、声音、口语等模态的充分参与,模态的转换可以增强学习者对所学知识的内化程度,把更多的输入转变为吸收,这与张德禄(2009)的研究结果一致。

高原鼠兔挖掘活动对高寒草地土壤生态系统的影响至今尚不明确。研究表明,高原鼠兔通过挖掘洞穴活动使地表形成大量鼠丘,改变草地微地形结构和土原有形态,并对草地土壤养分含量,元素循环产生不利影响〔2〕。然而也有研究发现,高原鼠兔挖掘活动可以帮助翻新土壤,加快土壤的物质循环,在增加土壤通透性的同时,提高土壤水分涵养能力,减轻土壤侵蚀,加快物质循环速率〔2-3〕。还有研究指出,在高寒草甸地区,高原鼠兔将土壤推至地面数月后,形成新的营养成分高于周围环境的土丘斑块。因为推至地表的土壤,易受日光照射,表面温度升高;土壤疏松透气性良好,使微生物活性增强,促进了土壤的矿化作用〔4〕。因此,高原鼠兔活动可增加高寒草甸土壤表层有机质含量和湿度,进而改善土壤质量,促进草地土壤生态系统物质循环。

由此可见,关于高原鼠兔挖掘活动对土壤生态系统的影响,研究结果尚不统一。为此,本研究将从对比研究的角度出发,以若尔盖高寒沙化草地为研究对象,在野外调查的基础上,研究沙化草地鼠洞周边土壤侵蚀程度变化对土壤特性的影响,为深入认识高原鼠兔对草地土壤生态系统的影响提供科学依据。

1 实验内容

1.1 研究区概况

研究区位于地处青藏高原东缘的若尔盖高寒沙化草地,地理位置102°15′E~103°48′E,32°20′N~34°08′N,海拔3240m,气候特征为高原寒带湿润季风气候,具有冬长无夏和干雨季分明的特点,年均温1℃,年均降雨量为700mm左右。研究区土壤母质主要为河流冲击物和湖泊冲积物,土层较厚。由于该地区土壤发育母质多为细砂沉积物,因而沙源较丰富,土壤质地多为砂质壤土或壤质沙土,这为该地区土壤趋于沙化提供了物质基础〔5〕。研究区土壤类型为山地草原土,主要植被类型为沼泽植被和草甸植被〔6〕

1.2 采样方法

〔3〕李娜娜,李华,雷光春,周延.高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的生态功能〔J〕.野生动物,2013,(4):56-60.

1.3 实验方法

〔1〕刘伟,许庆民,王溪,赵建中,周立.高原鼠兔挖掘活动对土壤中氮素含量的影响〔J〕.兽类学报,2010,30(1):35-44.

在这样和谐的氛围中,少先队员代表纷纷表示,以后会更加热爱少先队组织,坚定永远跟党走的信念,成为传播文明的使者,勇敢迎接未来的挑战。之后,大会还进行了激烈的少先队大队委竞选环节,队员们各展所长,将大会的气氛推向最高潮。

〔5〕蒙嘉文左林蔡应君邓东周鄢武先.若尔盖县土地沙化现状分析及治理对策研究〔J〕.四川林业科技,2013,(4):46-50.

从图3(b)中的4幅图像可以看出:对于其它植物的局部和整片叶片图像,本文方法均能清晰地将叶脉提取出来。相对于整片叶子,局部叶片图像如存在叶脉间颜色差异较大时,提取效果不是很理想(图3第1列图像中圈出部分)。植物叶片发黄部分(图3第2列图像中圈出部分)也可通过此方法一并清除。

1.4 数据分析与处理

数据分析采用SPSS 15.0软件处理,通过t检验法对各退化进行差异性检验。同时,运用单因素方差分析检验不同侵蚀程度下土壤特性的差异,图形绘制采用GraphPad软件。

2 结果与讨论

2.1 土壤pH值变化特征

〔4〕周雪荣.青藏高原高寒草甸群落和土壤对高原鼠兔密度变化的响应〔D〕.兰州大学,2010.

1 沙化草地土壤pH值变化

2 沙化草地土壤有机碳含量变化

2.2 土壤有机碳变化特征

根据图2可知,高原鼠兔扰动作用下高寒草地土壤有机碳含量并不高,平均值为4.18%。沙化草地鼠洞口土堆高度不同条件下,土壤有机碳含量变化无明显差异。在三种不同土堆高度下,土壤有机碳含量达4.52%以上。鼠洞土壤侵蚀深度为0~10cm时,土壤有机碳含量仍达4.11%以上。而当土壤侵蚀深度>10cm时,土壤有机碳含量显著下降,侵蚀深度达10~15cm时,有机碳含量下降至3.38%。当侵蚀深度>15cm,土壤有机碳含量仅为2.34%。该结果表明,沙化草地鼠洞洞口土壤侵蚀深度的增加会导致土壤有机碳含量下降。究其原因,可能是鼠兔挖掘活动改变了洞口周边的土壤结构,在一定程度上增强了土壤的通气性,有助于土壤有机碳的分解,进而导致了土壤有机碳含量下降〔9〕。另一种可能的原因是侵蚀强度增加后,土壤原有的团粒结构发生了改变,土壤腐殖质团粒会变松散,增加了土壤有机碳与外环境的接触面,增大了有机碳分解反应的表面积,导致了土壤有机碳的分解和减少〔1〕

2.3 土壤速效氮

在三种土堆高度下,土壤速效氮含量分别为2.26,2.47和2.03g/kg,并且三土堆高度的速效氮含量差异不显著。并且H4和H5两种侵蚀情况下速效氮含量与H1,H2和H3之间差别也不明显。但鼠洞土壤侵蚀深度>15cm时,土壤速效氮含量下降明显,平均含量仅为1.33%。该结果表明,土堆高度变化对土壤速效氮含量没有明显影响,但土壤侵蚀深度的增加会导致土壤速效氮含量下降。

一般说来,土壤速效氮含量与土壤矿化作用密切相关,而土壤温湿度又是影响氮素矿化的重要因素。在本研究中,可能是土壤高度变化所引起的土壤温湿度变化不大,而侵蚀深度增加到一定程度后引起土壤温湿度的较大变化,增强了土壤矿化作用,从而使土壤速效氮含量减少。

3 土壤速效氮含量变化

4 土壤全磷含量变化

2.4 土壤全磷含量变化

本研究表明,在遭受高原鼠兔活动破坏的高寒沙化草地中,鼠洞洞口不同土堆高度下,土壤pH值,有机碳,速效氮和全磷含量变化没有显著差异,但土壤侵蚀深度对土壤特性有一定影响。当侵蚀深度>15cm时,土壤pH值增加,土壤有机碳,速效氮和全磷含量有所下降。侵蚀深度对土壤特性的影响可能与土壤温度的变化有关。当土壤侵蚀深度增加后,处于深度侵蚀区域的土壤温度相对下降,矿化作用减弱,导致土壤碳,氮,磷等元素含量下降。总体而言,高原鼠兔的扰动使鼠洞周围区域土壤微环境发生了改变,当土壤微环境改变较大时,会增强土壤矿化作用,引起土壤中的养分含量减少,不利于草地土壤生态系统的恢复。

3 研究结论

高原鼠兔挖掘活动下的高寒草地全磷含量较低,总体在1.01~1.88g/kg之间,平均值为1.42g/kg。与土壤有机碳和速效氮的变化特征相似,沙化草地洞口土堆高度变化对土壤全磷影响不大。而侵蚀深度的变化则有一定程度影响。在各土堆高度下以及土壤侵蚀深度时<15cm,土壤全磷含量差异不显著;当侵蚀深度>15cm时,全磷含量降低至1.01g/kg。可能的原因是侵蚀深度增加到一定程度后,土壤与外界环境接触面增大,土壤温湿度改变引起土壤矿化作用减弱的结果。有研究表明,鼠类造丘活动使富含有机质的土壤由地下转移至地表,由于土丘表面温度高,矿化作用加强,使鼠丘土壤中N、P等速效养分含量上升,最高可达3倍〔4〕。由此可见,鼠兔活动对沙化草地土壤养分循环有重要影响,但其影响的确切机制尚需进一步研究。

参考文献

根据以上的数据无法直接获取油路主管和支管内液压油的流速,进而无法计算渣锁斗阀实际的开关时间,因而需要采用循环迭代的方法进行试凑,计算过程中涉及的一些中间常量和中间变量为:其中,FH为油缸内活塞所受的力,根据阀门计算书提供的数据,FH的计算如式(1)所示:

土壤pH按水土比2.5∶1制成悬浮液,用pH计测定;土壤有机碳测定采用重铬酸钾-硫酸氧化外加热法;土壤速效氮测定采用碱解扩散法(康惠法)测定;土壤全P测定采用酸溶-钼锑抗比色法〔8〕

〔2〕孙飞达,郭正刚,尚占环,龙瑞军.高原鼠兔洞穴密度对高寒草甸土壤理化性质的影响〔J〕.土壤学报,2010,(2):188-193.

于2016年7月在若尔盖高寒沙化草地随机选取7块遭受高原鼠兔挖掘破坏的样地,每块样地30m×30m。各样地的确定方法是,按照鼠洞口外堆土的高度和侵蚀深度作为土壤侵蚀程度的梯度〔7〕。共分7个侵蚀变化梯度进行采样,分别为:H1(土堆高度0~5cm)、H2(土堆高度5~10cm)、H3(土堆高度>10cm)、H4(侵蚀深度0~5cm)、H5(侵蚀深度5~10cm)、H6(侵蚀深度10~15cm)、H7(侵蚀深度>15cm)。各样地中在每个侵蚀梯度下选3个采样点,共采集21个土样。带回实验室研磨过2mm筛,供土壤特性指标分析测试。

由图1可见,研究区土壤总体呈中性,土壤pH在6.48~7.08之间,平均值为6.72。当鼠洞洞口土堆高度变化时,H1,H2,H3,H4,H5,H6的土壤pH值变化差异不显著,而H7的土壤pH值显著高于H1~H6,说明当洞口土壤侵蚀深度>15cm时,土壤pH有所升高。该结果表明,高寒草地在高原鼠兔挖掘活动后,洞口土堆高度变化对土壤的酸碱性影响不大,而当土壤侵蚀强度达到一定程度后会引起土壤pH值下降。

综上所述,为了将质量管理工作落实到位,首要任务是构建质量管理制度,所以在操作过程中,需根据环境监测工作的真实状况,详细制定质量管理制度;在监测阶段对现场监测人员提出质控要求,在采样工作中,要有专业人士进行指导,提高环境监测数据采集的规范性;在人才培养过程中,使用新型技术,提高监测人员的检测技术,提升专业素质。

〔6〕陈杜军.若尔盖地区硒地球化学特征〔D〕.成都理工大学,2013.

〔7〕魏兴琥,李森,杨萍,陈怀顺.高原鼠兔洞口区侵蚀过程高山草甸土壤的变化〔J〕.中国草地学报,2006,(4):26-31.

〔8〕黄华乾,王金叶,凌大炯,段孟霄,汪闻佳.不同土地利用方式下土壤过氧化氢酶活性与土壤化学性质的关系研究——以雷州半岛为例〔J〕.西南农业学报,2013,(6):248-252.

晶体结构分析表明,钐配合物1属单斜晶系,C/2c空间群。它的最小不对称单元含1个Sm3+,两个4,4’-二羧基二苯醚配体和两个氧原子,其中Sm(III)分别与配体oba上的6个O和另外2个孤立的O配位,为八配位构型。结构中配体oba有不同的两种配位方式:一是羧基氧原子以桥联方式连接三个Sm(III)(见图1(a)),而另一种则为单纯的双齿配体,一个羧基上的2个O各连一个Sm(III)(见图1(b))。

〔9〕王树起,韩晓增,乔云发,王守宇,许艳丽.不同土地利用方式对三江平原湿地土壤酶分布特征及相关肥力因子的影响〔J〕.水土保持学报,2007(4):152-155.

现存的供水工程管理模式主要有:①统管模式,即供水工程成立专门的供水管理机构,由供水管理机构一管到底,直接管理到各村或用水户,这些工程多为跨乡镇供水工程,规模相对较大,多归自来水公司管理。这种模式的优点是:中间环节少,管理直接。②自管模式,采用这种管理模式的多为村、镇自建小规模供水工程,自建自管,供水范围小,供水管理方便,具有一定的优越性和适应性。应因地制宜地选择管理模式,将统管和自管结合起来。

曾鹂,赵燕兰,彭云煦,杨晨,柏松
《草原与草业》 2018年第1期
《草原与草业》2018年第1期文献

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